Адсорбционно-хроматографические методы

 Эти методы широко внедряются в производство ферментов, гормонов, рекомбинантиых ДНК; для получения БАВ раститель го и животного происхождения, к чистоте которых предъявля особенно жесткие требования, традиционная технология очистки не подходит. В промышленном производстве успешно себя зарекомендовала распределительная хроматография, сам надежный и эффективный метод очистки. В настоящее время широко используют непрерывную колоночную и ступенчат хроматографию. В табл. 8.1. приведены несколько извести хроматографических методов, основанных на различных параметpax разделяемых молекул. Таблица.

Виды хроматографии	Используемые свойства молекулj
Ионообменная	Заряд
Гель-фильтрация	Размер
Гидрофобная	Полярность
Аффинная	Структура

 Ионообменная хроматография.  

Хроматография БАВ с помощью ионообменных сорбентов, называемая ионообменной, является одним из методов разделения, имеющих наибольшую продолжительную историю развития. В настоящее время промышленная ионообменная хроматография стала одной из важнейших технологических стадий получения коммерчески значимых количеств БАВ.

В основе ионообменной хроматографии лежит реакция обмена между неподвижным твердым ионообменным сорбентом и растворенным в растворителе веществом.

Ионообменные материалы.    

Ионообменные сорбенты представляют собой нерастворимые в воде вещества, синтетические или природные, содержащие в своей структуре ионогенные группы кислого (катиониты) или основного (аниониты) характера. Входящие в состав ионогенных групп ионы водорода (в случае содержания катионитов) или ионы гидроксила (в случае содержания анионитов) могут обмениваться с находящимися в растворе катионами или анионами по реакциям, образуя солевые формы ионитов:

R – Н + Ме+ <=> R – Me + Н⁺;

R – ОН + Анион-«=» R – Анион + ОН-,

  где R — высокомолекулярный анион катионита или высокомолекулярный катион анионита.

При взаимодействии катионитов в Н-форме с растворами оснований, а анионитов в ОН- форме с растворами кислот также происходит солеобразование в фазе ионита наряду с нейтрализацией растворов путем образования воды по реакциям:

R – Н- + МеОН= R – Me + Н₂0;

R – ОН + Н – Анион =R-Анион + Н₂0.

Таким образом, катиониты в Н-форме представлены нерастворимыми кислотами, а аниониты в ОН-форме — нерастворимыми основаниями.

Природные ионообменники — минералы типа монтморилонтов, каолинатов и др.

Синтетические органические ионообменники представляют собой большей частью продукты сополимеризации или поликонденсации различных органических веществ, в которые введены ионогенные группы: -SO4H, -СООН, -РО₃Н и другие в случае содержания катионитов (соответственно этим группам катиониты называются сульфокатионитами, карбоксильными или фосфорнокислыми); -NH/, (CH₃)₃N\ =S⁺ й другие в случае содержания анионитов. В зависимости от способности ионогенных групп к диссоциации катиониты делятся на сильно- и слабокислые, а аниониты — на сильно- и слабоосновные. Существуют иониты, содержащие в своей структуре ионогенные группы разной природы, т. н. полифункциональные иониты, например катионит КУ-1, в зависимости от рН раствора обмен может происходить с различными группами. Полимеризационные иониты большей частью представляют собой круглые гранулы различного диаметра. При одной и той же ионогенной группе и основном компоненте матрицы они отличаются количеством сшивающего агента, например, катиониты КУ-2-8 и КУ-2-20. Последняя цифра характеризует количество дивинилбензола, введенного в реакционную смесь при сополимеризации. Различие в количестве сшивающего агента существенно сказывается на таком свойстве ионитов, как их набухаемость, а это, в свою очередь, сказывается на избирательности и кинетике обмена.

Развитие синтеза органических ионитов привело к созданию ряда специфических их разновидностей — ионитов, содержащих как кислые, так и основные ионогенные группы (так называемые амфотерные иониты), ионитов с повышенной гидрофобностью поверхности гранул (олеофильные иониты), ионитов, имеющих пористую структуру за счет введения при их синтезе веществ парообразователей (макропористые иониты) и т. д. В настоящее время выпускают около 600 наименований различных синтетических органических ионитов.

Особым родом ионообменных материалов являются ионообменные мембраны, состоящие из ионитов. Мембраны бывают гетерогенные, т. е. когда мелкосумельгенный ионит нанесен на полимерную индифферентную подложку, и гомогенные, представляющие собой ионит в виде сплошного листа. Катионообменные мембраны обладают свойством пропускать через себя (находясь) растворе) при наложении электрического поля только катионы анионообменные — только анионы.